一种PE和EVA氮气发泡泡沫板材的制备工艺及装置的制作方法

一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺及装置
技术领域
1.本发明涉及pe和eva氮气发泡技术领域，具体是一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺及装置。


背景技术：

2.传统泡沫大板发泡材料，包括eva、poe、sebs、ldpe改性材料、epdm 等材料，通过传统模压发泡时交联剂与发泡剂互相配合，制备得到相应的发泡材料。但是由于化学发泡材质使用ac发泡剂，ac发泡剂会造成高浓度的甲酰胺残留以及反应产物产生氨气等缺点，根据欧盟新玩具安全指令 2009/48/ec及中国台湾发泡塑料地垫cns 15493-2015中规定，甲酰胺的残留不能高于200ppm，单纯使用ac作为发泡剂，甲酰胺残留量显然不能满足上述要求。在人们环保意识日渐提升的同时，人们呼吁改进传统发泡剂或是改善传统制备工艺的呼声愈加强烈。
3.超临界发泡手段，作为近几年兴起的物理性发泡工艺，由于其在制备过程中采用超临界流体作为发泡剂，如氮气、二氧化碳等，发泡完制品即使有发泡剂残留对人体也无任何危害。超临界模压发泡工艺虽然制作过程无毒无害，但是由于其发泡剂是通过自主渗透进聚合物材料中，相较传统制备工艺，其发泡时间较长，时间成本较高。
4.中国专利号cn110041608a提供一种开孔模压发泡聚烯烃，包括以下质量份数的组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物35-55份；高压聚乙烯15-25份；碳酸钙15-25份；偶氮二甲酰胺10-20份；硅油0.8-1.2份；交联剂dcp0.5-1份；交联助剂0.5-1份。一种开孔模压发泡聚烯烃的制备方法，包括以下步骤：s1、密炼；s2、开炼；s3、一次发泡；s4、二次发泡；s5、开孔；s6、烘烤。通过控制偶氮二甲酰胺与交联剂的比例配合以及在制备过程中先闭孔后开孔，有利于控制开孔模压发泡聚烯烃的交联以及发泡进程，使得开孔模压发泡聚烯烃的内部孔洞更加均匀细腻，使得产品的柔软性和弹性增强。
5.现有的发泡方式主要是化学发泡，即ac分解发泡，其毒副残留具有强致癌性；现有超临界发泡效率低下，产品种类单一，发泡的效率和质量均相对较差的缺点，因此亟需研发一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺及装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺及装置，以解决上述背景技术中提出的发泡方式主要是化学发泡，即ac分解发泡，其毒副残留具有强致癌性；现有超临界发泡效率低下，产品种类单一的问题。
7.本发明的技术方案是：一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺，包括以下步骤：1)以pe/eva为基体树脂，添加适量的适量改性材料；2)将步骤1)中混合好的塑胶颗粒，与接枝剂、偶联剂、交联剂和成核剂，使用密炼、挤出成型制备成塑料片材；
3)将步骤2)得到的塑料片材，使用模压方式通入高压力氮气进行发泡，即可得到环保发泡板材。
8.进一步地，所述步骤1)中，所述基体树脂为pe、eva、epdm中的一种或几种，所述适量改性材料为poe、epdm、sebs、tpu、obc和pp中的任意一种或多种，所述超临界发泡剂为氮气、二氧化碳其中一种或者根据需要按比例混合使用。
9.进一步地，所述步骤2)中，所述接枝剂为马来酸酐接枝剂，添加比例为1：10000～50：100，所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其与基体树脂的质量比例为1：10000～50：100。
10.进一步地，所述步骤2)中，所述交联剂为dcp和bipb中的任意一种，其与基体树脂的质量比例为1：10000～50：100。
11.进一步地，所述步骤2)中，所述成核剂为碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、二氧化硅、 硼酸锌中的任意一种或多种，其与基体树脂的质量比例为1：10000～100：1。
12.进一步地，所述步骤3)中，所述使用氮气模压方式进行发泡为：1)板材发泡：将制备得到的复合板材放置在模压发泡机中，通入高压氮气，调节模压发泡机的温度为0.1～280℃及压强为0.1～30mpa，保压0.1～24h，快速泄压，开模制备得到发泡泡沫板材。
13.一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备装置，包括底座、进气机构、转动机构和电控制系统，所述底座的顶部焊接有固定板一和固定板二，所述固定板二的一侧通过螺栓安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端连接有移动盘，所述移动盘的一侧转动连接有模座二，所述模座二的内部设置有模具二；所述转动机构包括有正反转电机，所述正反转电机通过螺栓安装在固定板一的一侧，所述正反转电机的输出端连接有模座一，所述模座一的内部安装有模具一，所述模座一和模座二的顶部安装有顶盖；所述进气机构包括有两个进气管，两个所述进气管分别安装在模具一和模具二的一侧，所述模具一和模具二的内部均安装有通气总管，所述通气总管的一端连接有通气支管，所述通气支管的内部安装有单向气阀；所述电控制系统包括有控制器、电磁进气阀、电磁泄气阀、气压传感器、加热板和温度传感器，所述控制器通过螺栓安装在底座的正面，所述电磁进气阀位于进气管和通气总管之间，所述电磁泄气阀安装在顶盖的顶部，所述气压传感器的感应头位于顶盖的底部，所述温度传感器嵌入安装在模具一的内部，所述加热板安装在模座一和模座二的内部，所述控制器的顶部嵌入安装有触摸显示屏。
14.进一步地，所述底座的顶部两侧均焊接有斜肋，且底座两侧斜肋的一侧分别焊接在固定板一和固定板二的一侧。
15.进一步地，所述电动伸缩杆的输出端连接有扩展盘，且扩展盘的一侧通过螺栓安装在移动盘的一侧。
16.进一步地，所述移动盘的一侧焊接有导向杆，所述固定板二的一侧开有导向孔，且导向杆滑动插接在导向孔的内部。
17.进一步地，所述移动盘的另一侧设置有转动架，所述模座二的一侧内部开有转动槽，且转动架转动在转动槽的内部。
18.进一步地，所述模座一和模座二的顶部均焊接有螺纹柱，且螺纹柱的外部螺纹连接有螺帽。
19.进一步地，所述温度传感器和气压传感器的输出端通过导电线与控制器的输入端形成电性连接，所述触摸显示屏的输出端和输入端均通过导电线分别与控制器的输入端和输入端形成电性连接。
20.进一步地，所述控制器的输出端通过导电线与加热板的输入端形成电性连接，所述控制器的输出端通过导电线与电磁进气阀和电磁泄气阀的输入端形成电性连接。
21.进一步地，所述控制器的输出端通过导电线与电动伸缩杆的输入端形成电性连接，所述控制器的输出端通过导电线与正反转电机的输入端形成电性连接。
22.本发明通过改进在此提供一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺及装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：（1）本发明的泡沫板材的制备工艺，1.发泡基体及性能补充材料选择性广泛，可根据不同性能指标要求搭配不同复合材料制备不同发泡材料； 2.偶联剂接枝剂及交联剂的使用可以大幅度提高气体饱和基体树脂的时间，大幅度提高发泡效率；3.成核剂的引入降低了发泡过程中的泡孔孔径。
23.（2）设置的发泡模具，发泡模具内部采用多个通气支管，能使无毒物理发泡剂与pe和eva快速进行接触，提高pe和eva发泡的均匀性，同时能提高pe和eva发泡的效率和质量，多个通气支管内采用的单向气阀能避免pe和eva发泡之后进入到通气支管内部，发泡模具位于模座的内部，能全面对发泡模具进行加热，使发泡模具受热均匀，进一步提高pe和eva发泡的效率和质量。
24.（3）设置的正反转电机和电动伸缩杆，电动伸缩杆带动移动盘移动，移动盘带动模座二向模座一移动，提高两个模具合模和分离的便利性，正反转电机能带动模座一转动，模座一转动带动发泡模具转动，不仅能使pe和eva在发泡模具内充分与无毒物理发泡剂进行结合，同时能降低pe和eva发泡的周期，提高pe和eva发泡的效率和质量。
25.（4）设置的电控制系统，采用电控制系统内的温度传感器和气压传感器，能时刻对发泡模具内的温度和内气压进行监测，同时采用电控系统对便于较好的调节发泡模具的温度、内气压和转动角度，提高对发泡模具内的温度和内气压调节的精确度。
附图说明
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：图1是本发明的流程图；图2是本发明的整体立体结构示意图；图3是本发明的发泡模具分离立体结构示意图；图4是本发明的模具一内部结构示意图；图5是本发明的模座二结构示意图；图6是本发明的控制器连接结构示意图；图7是本发明的插接杆和插接孔立体结构示意图；图8是本发明的轴承结构示意图。
27.附图标记说明：
1底座、2固定板一、3固定板二、4正反转电机、5模座一、6模座二、7电动伸缩杆、8移动盘、9顶盖、10电磁泄气阀、11气压传感器、12控制器、13螺纹柱、14螺帽、15模具一、16模具二、17导向孔、18导向杆、19进气管、20电磁进气阀、21通气总管、22通气支管、23单向气阀、24温度传感器、25转动架、26转动槽、27加热板、28斜肋、29扩展盘、30插接孔、31插接杆、32轴承。
具体实施方式
28.下面将结合附图1至图8对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例一本发明通过改进在此提供一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺，如图1-图6所示，包括以下步骤：1)以pe/eva为基体树脂，添加适量的适量改性材料；2)将步骤1)中混合好的塑胶颗粒，与接枝剂、偶联剂、交联剂和成核剂，使用密炼、挤出成型制备成塑料片材；3)将步骤2)得到的塑料片材，使用模压方式通入高压力氮气进行发泡，即可得到环保发泡板材。
30.进一步地，步骤1)中，基体树脂为pe，适量改性材料为poe，的超临界发泡剂为氮气，根据需要按比例混合使用。
31.进一步地，步骤2)中，接枝剂为马来酸酐接枝剂，添加比例为1：10000，的偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其与基体树脂的质量比例为1：10000。
32.进一步地，步骤2)中，的交联剂为dcp，其与基体树脂的质量比例为1：10000。
33.进一步地，步骤2)中，成核剂为碳酸钙，其与基体树脂的质量比例为1：10000。
34.进一步地，步骤3)中，使用氮气模压方式进行发泡为：1)板材发泡：将制备得到的复合板材放置在模压发泡机中，通入高压氮气，调节模压发泡机的温度为100℃及压强为10mpa，保压12h，快速泄压，开模制备得到发泡泡沫板材。
35.上述采用的泡沫板材的制备工艺，1.发泡基体及性能补充材料选择性广泛，可根据不同性能指标要求搭配不同复合材料制备不同发泡材料； 2.偶联剂接枝剂及交联剂的使用可以大幅度提高气体饱和基体树脂的时间，大幅度提高发泡效率；3.成核剂的引入降低了发泡过程中的泡孔孔径。
36.一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备装置，包括底座1、进气机构、转动机构和电控制系统，底座1的顶部焊接有固定板一2和固定板二3，固定板二3的一侧通过螺栓安装有电动伸缩杆7，电动伸缩杆7带动移动盘8移动，电动伸缩杆7的输出端连接有移动盘8，移动盘8带动模座二6向模座一5移动，提高两个模具合模和分离的便利性，移动盘8的一侧转动连接有模座二6，模座二6的内部设置有模具二16；转动机构包括有正反转电机4，正反转电机4能带动模座一5转动，正反转电机4通过螺栓安装在固定板一2的一侧，正反转电机4的输出端连接有模座一5，模座一5转动带动
发泡模具转动，不仅能使pe和eva在发泡模具内充分与无毒物理发泡剂进行结合，同时能降低pe和eva发泡的周期，提高pe和eva发泡的效率和质量，模座一5的内部安装有模具一15；进气机构包括有两个进气管19，两个进气管20分别安装在模具一5和模具二16的一侧，模具一15和模具二16的内部均安装有通气总管21，通气总管21的一端连接有通气支管22，采用多个通气支管22，能使无毒物理发泡剂与pe和eva快速进行接触，提高pe和eva发泡的均匀性，同时能提高pe和eva发泡的效率和质量，通气支管22的内部安装有单向气阀23，单向气阀23能避免pe和eva发泡之后进入到通气支管22内部，发泡模具位于模座的内部，能全面对发泡模具进行加热，使发泡模具受热均匀，进一步提高pe和eva发泡的效率和质量；电控制系统包括有控制器12、电磁进气阀20、电磁泄气阀10、气压传感器11、加热板27和温度传感器24，温度传感器24和气压传感器11，能时刻对发泡模具内的温度和内气压进行监测，同时采用电控系统对便于较好的调节发泡模具的温度、内气压和转动角度，提高对发泡模具内的温度和内气压调节的精确度，控制器12通过螺栓安装在底座1的正面，电磁进气阀20位于进气管19和通气总管21之间，电磁泄气阀10安装在顶盖9的顶部，气压传感器11的感应头位于顶盖9的底部，温度传感器24嵌入安装在模具一15的内部，加热板27安装在模座一5和模座二6的内部，控制器12的顶部嵌入安装有触摸显示屏。
37.进一步地，底座1的顶部两侧均焊接有斜肋28，斜肋28增加底座1和固定板之间的稳定性，且底座1两侧斜肋28的一侧分别焊接在固定板一2和固定板二3的一侧，顶盖9的底部设置有密封垫，能提高对顶盖9和模座之间的密封性；电动伸缩杆7的输出端连接有扩展盘29，且扩展盘29的一侧通过螺栓安装在移动盘8的一侧，移动盘8的一侧焊接有导向杆18，固定板二3的一侧开有导向孔17，且导向杆18滑动插接在导向孔17的内部。
38.进一步地，移动盘8的另一侧设置有转动架25，模座二6的一侧内部开有转动槽26，且转动架25转动在转动槽26的内部，采用上述结构能使模座二6转动在移动盘8的一侧，模座一5和模座二6的顶部均焊接有螺纹柱13，且螺纹柱13的外部螺纹连接有螺帽14，模座一5和模座二6的顶部安装有顶盖9。
39.进一步地，温度传感器24和气压传感器11的输出端通过导电线与控制器12的输入端形成电性连接，触摸显示屏的输出端和输入端均通过导电线分别与控制器12的输入端和输入端形成电性连接；控制器12的输出端通过导电线与加热板27的输入端形成电性连接，控制器12的输出端通过导电线与电磁进气阀20和电磁泄气阀10的输入端形成电性连接；控制器12的输出端通过导电线与电动伸缩杆7的输入端形成电性连接，控制器12的输出端通过导电线与正反转电机4的输入端形成电性连接。
40.实施例二如图7-8所示，本实施例为一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备装置，其基本结构与实施例一基本相同。
41.本实施例与实施例一不同之处在于，模座一5的一侧开有插接孔30，模座二6的一侧焊接有插接杆31，且在模座二6靠近模座一5时，插接杆31插接在插接孔30的内部，放置模座一5和模座二6之间滑动，转动架25的外部套接有轴承32，轴承32固定在转动槽26的内部，采用轴承32，能减小转动架25在转动槽26内的摩擦力，同时提高发泡模具转动时的灵活性。
42.实施例三
一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺，包括以下步骤：1)以pe/eva为基体树脂，添加适量的适量改性材料，基体树脂为pe、eva、epdm中的一种或几种，适量改性材料为poe，的超临界发泡剂为氮气；2)将步骤1)中混合好的塑胶颗粒，与接枝剂、偶联剂、交联剂和成核剂，使用密炼、挤出成型制备成塑料片材，接枝剂为马来酸酐接枝剂，添加比例为25：5000，偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其与基体树脂的质量比例为25：5000，交联剂为dcp，其与基体树脂的质量比例为25：5000，成核剂为碳酸钙，其与基体树脂的质量比例为20：5000；3)将步骤2)得到的塑料片材，使用模压方式通入高压力氮气进行发泡，即可得到环保发泡板材，使用氮气模压方式进行发泡为：1)板材发泡：将制备得到的复合板材放置在模压发泡机中，通入高压氮气，调节模压发泡机的温度为200℃及压强为20mpa，保压18h，快速泄压，开模制备得到发泡泡沫板材。
43.实施例四一种pe和eva氮气发泡泡沫板材的制备工艺，包括以下步骤：1)以pe/eva为基体树脂，添加适量的适量改性材料，基体树脂为pe，适量改性材料为poe，的超临界发泡剂为氮气、二氧化碳其中一种或者根据需要按比例混合使用；2)将步骤1)中混合好的塑胶颗粒，与接枝剂、偶联剂、交联剂和成核剂，使用密炼、挤出成型制备成塑料片材，接枝剂为马来酸酐接枝剂，添加比例为50：100，偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，其与基体树脂的质量比例为50：100，交联剂为dcp，其与基体树脂的质量比例为50：100，成核剂为碳酸钙，其与基体树脂的质量比例为100：1；3)将步骤2)得到的塑料片材，使用模压方式通入高压力氮气进行发泡，即可得到环保发泡板材，使用氮气模压方式进行发泡为：1)板材发泡：将制备得到的复合板材放置在模压发泡机中，通入高压氮气，调节模压发泡机的温度为280℃及压强为30mpa，保压24h，快速泄压，开模制备得到发泡泡沫板材。
44.实施例一、实施例三和实施例四最终所得到不同发泡泡沫板材，三种发泡泡沫板材根据对发泡的密度、气泡大小和质量进行判定。
45.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。